【正文】 控刀具 CAD/CAM系統(tǒng)的框架如圖 ，系統(tǒng)從功能上可分為：系統(tǒng)集成框架、 CAD子系統(tǒng)、 CAE子系統(tǒng)、 CAM子系統(tǒng)及共用產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)等模塊，各模塊的功能描述如下： （ 1）系統(tǒng)集成框架： 基于 Visual C++。 本課題的提出和研究?jī)?nèi)容 高精度數(shù)控刀具結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，而且在精度、可靠性和壽命等方面都有很高的要求。只有采用面向模型、面向工藝特征的 CAM 系統(tǒng)，才能夠突破 CAM 自動(dòng)化、智能化的現(xiàn)有水平。大多數(shù)的工業(yè)企業(yè)對(duì) CAE技術(shù)還處于初步的認(rèn)同階段， CAE技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用還有相當(dāng)?shù)碾y度。從行業(yè)和地區(qū)分布方面來(lái)看，發(fā)展也還很不平衡。這些軟件具有良好的前后處理界面、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)過(guò)程分析以及線性和非線性分析等多種強(qiáng)大的功能，都通過(guò)了各種不同行業(yè)的大量實(shí)際算例的反復(fù)驗(yàn)證，其解決復(fù)雜問(wèn)題的能力和效率，已得到學(xué)術(shù)界和工程界的公認(rèn)。 21世紀(jì)，是信息和網(wǎng)絡(luò)的時(shí)代。隨著幾何建模技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的要求，出現(xiàn)了參數(shù)化和變量化的建模技術(shù)，并日趨廣泛使用。所以如果 CAD開(kāi)展的不好， CAE和 CAM就很難做好。 CAE（ Computer Aided Engineering）通常指有限元分析和機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析。 ④ 20世紀(jì) 80年代后的迅速發(fā)展階段 20世紀(jì) 80年代工業(yè)界 開(kāi)始認(rèn)識(shí)到 CAD/CAM新技術(shù)的重要性，大量推出新原理、新方法、新軟件，并把單一功能軟件集成，使之不但能繪制工程圖形，而且能進(jìn)行自由曲面設(shè)計(jì)、有限元分析、三維造型、機(jī)構(gòu)及機(jī)器人分析與仿真等多種應(yīng)用。在 1952年美國(guó) MIT試制成功了世界上第 1臺(tái)數(shù)控銑床，解決了復(fù)雜零件的加工自動(dòng)化，促使了數(shù)控編程技術(shù)的發(fā)展。該時(shí)期較著名的交互式系統(tǒng)有： 1963年美國(guó)學(xué)者 therland研究的“ sketchpad”系統(tǒng)； 1964年美國(guó) 通用汽車(chē)公司的“ DAC一 1”系統(tǒng)； 1965年洛克希德公司推出的“ CAD/CAM”系統(tǒng)，貝爾電話公司的“ GRAPHIC一 1”系統(tǒng)等，但當(dāng)時(shí)刷新式顯示器價(jià)格十分昂貴， CAD系統(tǒng)因此難以普及。 20世紀(jì) 90年代 CAE技術(shù)逐漸成熟壯大，軟件的發(fā)展向與各 CAD軟件的專用接口和增強(qiáng)軟件 的前后置處理能力方向發(fā)展，使 CAE走上了 CAD/CAE/CAM集成的道路。 CAD是 CAE和 CAM的基礎(chǔ)。二維建模是最初的 CAD技術(shù)依賴幾何模型來(lái)解決二維繪圖問(wèn)題的，之后發(fā)展為三維的幾何建模技術(shù)。 CAE 系統(tǒng)概述 概述 近 20年來(lái)，在市場(chǎng)需求的推動(dòng)下 ， CAE技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展。 CAE系統(tǒng)所具有的主要功能：1）基于幾何模型的 CAE系統(tǒng)可以很容易地計(jì)算零件的質(zhì)量參數(shù)； 2）具有機(jī)構(gòu)分析功能的 CAE系統(tǒng)，可以檢查機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是否與設(shè)想的一致，以及在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是否發(fā)生碰撞，即進(jìn)行干涉效驗(yàn)； 3）基于數(shù)理模型的 CAE系統(tǒng)，利用有限元法、邊界元法和模態(tài)分析法，可以對(duì)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行強(qiáng)度分析、振動(dòng)分析和熱分析。 我國(guó) CAE 技術(shù)現(xiàn)狀 隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化水平的提高，計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù)也在我國(guó)蓬勃發(fā)展起來(lái)。僅以有限元計(jì)算分析軟件為例，目前的世界年市場(chǎng)份額達(dá) 50億美元，并且以每年 15%的速度遞增。典型的CAM 系統(tǒng)有 UG、 Pro/E、 Cimatron 、 MasterCAM 等。 （ 3）提供更方便的工藝管理手段 CAM 的工藝管理是數(shù)控生產(chǎn)中至關(guān)重要的一環(huán)，未來(lái) CAM 系統(tǒng)的工藝管理樹(shù)結(jié)構(gòu)，為工藝管理及即時(shí)修 改提供了條件。具體研究?jī)?nèi)容如下： （ 1）建立數(shù)控立銑刀的三維設(shè)計(jì)模型； （ 2）在三維模型的基礎(chǔ)上，基于 Pro/MECHANICA 模塊完成數(shù)控立銑刀結(jié)構(gòu)的有限元分析。 （ 4） CAM子系統(tǒng)：基于 Visual C++、 ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)模塊。經(jīng)過(guò) 10余年的發(fā)展， Pro/ENGINEER已經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。 （ 2） 基于特征的參數(shù)化造型： Pro/ENGINEER使用用戶熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的 構(gòu)造要素。 （ 3） 裝配管理： Pro/ENGINEER的基本結(jié)構(gòu)能夠使您利用一些直觀的命令，例如“ 嚙合 ” 、 “ 插入 ” 、 “ 對(duì)齊 ” 等很容易的把零件裝配起來(lái)，同時(shí)保持設(shè)計(jì)意圖。 Pro/SCANTOOLS 滿足工業(yè)上使用物理模型作為新設(shè)計(jì)起點(diǎn)的需求。 Pro/MOLDESIGN 為模具設(shè)計(jì)師 和塑料制品工程師提供使用方便的工具來(lái)創(chuàng)建模腔的幾何外形；產(chǎn)生模具模芯和腔體；產(chǎn)生精加工的塑料零件和完整的模具裝配體文件。 因此，可以說(shuō) Pro/MECHANICA軟件可以真正使工程師們將精力集中在設(shè)計(jì)工作中，在設(shè)計(jì)初期就將設(shè)計(jì)和分析結(jié)合起來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)智能設(shè)計(jì)。除了進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)分析的各種定義外，用戶需要定義設(shè)計(jì)參數(shù)、制定參數(shù)的變化范圍。 。 。進(jìn)一步發(fā)展新型高 溫力學(xué)性能和高抗熱震性能的高可靠性的刀具材料 (包括自潤(rùn)滑刀具材料 ) ， 特別是為加工超級(jí)合金和高性能新型工程材料和高速干切削的刀具材料是發(fā)展的重點(diǎn) [12]?，F(xiàn)在高速加工用的立銑刀 ， 大都用 TiAIN 系的復(fù)合多層涂鍍技術(shù)進(jìn)行處理 ， 如目前在對(duì)鋁合金或有色金屬材料進(jìn)行干式切削時(shí) ， DLC(DiamondLikeCarbon) 涂層刀具就受到極大的關(guān)注 ， 預(yù)計(jì)其場(chǎng)前景十分可觀。逆銑銑削時(shí)，在銑刀與工件的接觸點(diǎn)處，銑刀速度有與進(jìn)給速度方向相同的分量。銑削碳鋼和合金鋼時(shí)，可減小切入沖擊，提高使用壽命。 倒角 ( k ) K 圖 刀體 The Body 14 2．螺旋溝槽 1及周刃前角設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表 ，草繪截面如圖 。 （ 3） 建模，步驟如下 ： 。 c、同樣方法剪切草繪截面 2，放置位置如圖 。 圖 材料定義話框 19 圖 約束定義對(duì)話框 Fig. The Dialogue of Constraints Definition 圖 Fig . The Dialogue Of Load Definition ： （ 1）單擊工具欄施加載荷的按鈕 ， 彈出如圖 ，接受默認(rèn)名稱 Load1，在 reference下選擇 point(s)，選擇刀刃頂點(diǎn) 。 （ 4） 單擊圖標(biāo) ，開(kāi)始分析計(jì)算。 （ 7）顯示變形圖如圖 所示。 通過(guò)上述分析可以得出靈敏度分析的一般思路： （ 1）進(jìn)行局部靈敏度分析，確定主要參數(shù)對(duì)模型性能的影響程度。 步驟二：建立、運(yùn)行靈敏度分析任務(wù) ，系統(tǒng)彈出 Analyse and Design Studies 對(duì)話框。 24 d. 確認(rèn) Graph Location 的選項(xiàng)為 Design Var，選擇下方的設(shè)計(jì)參數(shù) ZGAM。 k. 在圖 中選擇， Window1， Window2 和 Window3， Window4， Window5 對(duì)模型應(yīng)力的影響曲線，如圖 所示。 根據(jù)以上分析結(jié)果，選出對(duì)應(yīng)力影響最大周前角，芯厚 1 和二次后角，進(jìn)行進(jìn)一步的全局靈敏度分析。如圖 所示 。 h. 單擊下方圖標(biāo) ，選擇要顯示的結(jié)果，選擇 max_stress_vm。 優(yōu)化設(shè)計(jì) 為了保證模型受應(yīng)力最小，形狀盡可能合理，我們需要對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。 i. 勾選 Repeat P_Loop Convergence，其他選項(xiàng)接受默認(rèn)值。 c. 接受默認(rèn)名字。 圖 有限元分析界面 The Interface of FEA 有限元分析前期工作 定義材料與二齒平頭立銑刀過(guò)程一樣，材料選的相同，這里也不再敘述了。 最終的出結(jié)果如圖 所示。 通過(guò)圖 和 可以準(zhǔn)確確定銑刀模型底應(yīng)力對(duì)芯厚 1 和芯厚 2 尺寸變化的靈敏程度。 41 第五章結(jié) 論 通過(guò)此次設(shè)計(jì)，我們可以得到以下結(jié)論： 1． 在變形圖，應(yīng)力云圖中，我們可以很清楚的看到了在三維立銑刀模型圖中，刀齒在受到切向和徑向力及軸向力的作用下，有了明顯的變形，基本符合我們的設(shè)想，應(yīng)力云圖中， 刀尖附近應(yīng)力集中，實(shí)際生產(chǎn)中刀具刀尖部位最易損壞，所以分析結(jié)果符合實(shí)際情況。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度、一絲不茍的工作作風(fēng)、樸實(shí)無(wú)華的性格以及對(duì)科研事業(yè)的兢兢業(yè)業(yè)、無(wú)私奉獻(xiàn)，都是我今后學(xué)習(xí)和工作的榜樣，使我在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間受益非淺 。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuK。 qYp Eh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%M z849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuW FA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 在大學(xué)五年的學(xué)習(xí)生涯中，我學(xué)到了很多東西，知識(shí)面也得到了擴(kuò)展，為今后的學(xué)習(xí)和工作堅(jiān)定了基礎(chǔ)，這一切都得益于母校 —— 天津工程師范學(xué)院給我提供的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，我要感謝母校對(duì)我的培養(yǎng)！感謝所有對(duì)我有過(guò)幫助的人！ 內(nèi)部資料 請(qǐng)勿外傳 9JWKf wvGt YM*Jgamp。而刀齒在徑向的變形則比較小，這與徑向力在三個(gè)力中最小有關(guān)，說(shuō)明了銑刀建模的合理。優(yōu)化結(jié)果如圖 所示 。為此將每一幅圖的縱坐標(biāo)的設(shè)置都相應(yīng)的改動(dòng)一下，改動(dòng)的原則與方法參見(jiàn)二齒平頭立銑刀，橫坐標(biāo)改為 4e+007，縱坐標(biāo)改為 5e+006。 ： （ 1）單擊工具欄施加載荷的按鈕 ， 彈出如圖 ，接受默認(rèn)名稱 Load1，在 reference 下選擇 point(s)，選擇 PNT2（ PNT2 是我們做的基準(zhǔn)點(diǎn)，為球頭銑刀的頂點(diǎn)），由于球頭立銑刀受力與平頭銑刀受力不同，球頭銑刀受力集中在球頭的頂部，有由于其頂部幾乎不受切向的力，所以我們這里把切向力設(shè)為 0。 d. 在 Display type 中選擇 Fringe，在 Quantity 中選擇 Stress（ Displacement），在 Component 中選擇 von Mises，在 Display Option 選項(xiàng)中勾選 Continuous Tone. e. 單擊 ok and show 按鈕顯示結(jié)果，如圖 所示。 圖 1 Fig DXH1 32 k. 在圖 中選擇 optimization，單擊圖標(biāo) ，開(kāi)始分析計(jì)算。 b. 在 Analyse and Design Studies 對(duì)話框中選擇 FileNew Design Study? c. 系統(tǒng)彈出設(shè)計(jì)分析定義對(duì)話框，如圖 所示 。 j. 確認(rèn) Graph Location 的選項(xiàng)為 Design Var，在下方選擇設(shè)計(jì)參數(shù) ZGAM。 b. 單擊 圖標(biāo)開(kāi)始分析計(jì)算。在全局靈敏度分析中，要分別研究模型應(yīng)力隨參數(shù) ZGAM， DXH1 和 ZALF2 的改變而發(fā)生變化的情況，為此針對(duì)每個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)建立一個(gè)靈敏度分析任務(wù)。為此將每一幅圖的縱坐標(biāo)都設(shè)置為從 +007 到 2e+006。 按上述步驟，定義其他結(jié)果窗口。 圖 分析定義圖 結(jié)果定義對(duì)話框 Fig Definition of analyse Fig Result Window Definition d. 在 Study Name 中輸入分析名稱 local1，在 Type 中選擇 Local Sensit